Dans un article récent publié dans le Journal de chimie biologiquedes chercheurs de l’ETH Zurich décrivent la découverte de lanpepsy, une protéine qui lie spécifiquement les lanthanides – ou éléments de terres rares – et les distingue des autres minéraux et métaux.
En raison de leur similitude avec d’autres ions métalliques, la purification des ETR de l’environnement n’est lourde et économique que dans quelques endroits. Sachant cela, les scientifiques ont décidé d’explorer les matériaux biologiques à haute spécificité de liaison pour les lanthanides en tant que mécanismes qui pourraient offrir une voie à suivre.
La première étape a consisté à passer en revue les études précédentes qui suggèrent que la nature a développé une variété de protéines ou de petites molécules pour piéger les lanthanides. D’autres groupes de recherche ont découvert que certaines bactéries, les méthylotrophes qui convertissent le méthane ou le méthanol, possèdent des enzymes qui nécessitent des lanthanides dans leurs sites actifs. Depuis les premières découvertes dans ce domaine, l’identification et la caractérisation des protéines impliquées dans la détection, l’absorption et l’utilisation des lanthanides sont devenues un domaine de recherche émergent.
Pour identifier de nouveaux acteurs dans le lanthanome, Jethro Hemmann et Philipp Keller, en collaboration avec des collaborateurs de D-BIOL et le laboratoire de Detlef Günther au D-CHAB, ont étudié la réponse lanthanide du méthylotrophe obligatoire Methylobacillus flagellatus.
En comparant le protéome de cellules cultivées en présence et en l’absence de lanthane, ils ont trouvé plusieurs protéines qui n’étaient pas liées auparavant à l’utilisation des lanthanides.
Parmi eux se trouvait une petite protéine de fonction inconnue, que l’équipe nommait désormais lanpepsy. In vitro la caractérisation de la protéine a révélé des sites de liaison pour les lanthanides avec une spécificité élevée pour le lanthane par rapport au calcium chimiquement similaire.
Lanpepsy est capable d’enrichir les lanthanides à partir d’une solution et détient ainsi un potentiel pour le développement de procédés bioinspirés pour la purification durable des terres rares.
